Vorrichtung zum dosierten Fördern einer Flüssigkeit insbesondere von Öl

Abstract

 Bei einer Vorrichtung zum dosierten Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere von Öl mit einem in einem Gehäuse (10, 10', 13) geführten, gegenüber dem Gehäuse (10, 10', 13) verstellbaren Ventilspindel (12), deren Ventilkörper (16) mit einem Ventilsitz (15) zusammenwirkt und durch seine axiale Lage gegenüber dem Ventilkörper (16) den Durchfluß von einem Zuführkanal (2) zu einem Abführkanal (5) beeinflußt, wird zum Erreichen einer möglixhst konstanten Flüßigkeitsdosierung mit geringem Aufwand vorgeschlagen, daß die Ventilspindel (12) mit ihrem Ventilkörper (16) über einen Elektromagneten (11), einen Elektromotor hydraulisch oder pneumatisch oder axial zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbar ist, und daß zur Erzielung einer dosierten Förderung der Flüssigkeit die axiale Bewegungsgeschwindigkeit der Ventilspindel (12) mit dem Ventilkörper (16) einen gewissen Mindestbetrag überschreitet, der bei Flüssigkeiten geringer Viskosität größer ist als bei Flüssigkeiten mit größerer Viskosität.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dosierten Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere von öl, mit einer in einer Bohrung eines Gehäuses geführten, gegenüber dem Gehäuse verstellbaren Ventilspindel, deren Ventilkörper mit einem Ventilsitz am Gehäuse zusammenwirkt und die durch ihre axiale Lage gegenüber dem Ventilsitz den Durchfluß von einem Zuführkanal zu einem Abführkanal beeinflußt, wobei ein Ringraum zwischen der Ventilspindel und der Gehäusebohrung einen Teil der Länge der zwischen dem Zuführkanal und dem Abführkanal liegenden Strömungswegs der geförderten Flüssigkeit bildet und der Abführkanal von dem Ringraum ausgeht.

[0002] Bei einer solchen aus der DE-AS 1 263 414 bekannten Vorrichtung zum Erzeugen eines Schmiermittelnebels durch Druckluft ist der Abstand des Ventilkörpers von seinem Ventilsitz über ein Einstellgewinde veränderbar, bleibt aber während des Betriebs konstant, so daß der Flüssigkeitsdurchsatz von den herrschenden Druck- und TemperaturVerhältnissen stark abhängt. Zur sicheren Vermeidung eines Troclenlaufs wird daher im Betrieb üblicherweise wesentlich zu viel Schmiermittel dem Luftstrom zugeführt mit der Folge unerwünschter Verunreinigungen. Bei Inbetriebnahme der Anlage erfolgt die Schmiermittelförderung mit relativ großer zeitlicher Verzögerung, so daß empfindliche Maschinen gefährdet werden können. Bekannte Vorrichtungen neigen zumindest in bestimmten Betriebszuständen zu Schwingungen, verbunden mit unerwünschten Schallabstrahlungen.

[0003] In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der Flüssigkeitsdurchsatz möglichst unabhängig von den herrschenden Druck- und Temperaturverhältnissen ist.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Ventilspindel mit ihrem Ventilkörper zum Fördern über einen Elektromagneten, einen Elektromotor, hydraulisch oder pneumatisch axial zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbar ist, wobei ein aufgrund der Bewegung eintretender, in seiner Höhe von der Bewegungsgeschwindigkeit abhängender Fördereffekt mittels einer die Bewegungsgeschwindigkeit der Ventilspindel steuernden elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Steuerung einstellbar ist.

[0005] Besonders einfach kann die Ventilspindel in axialer Richtung eine Schwingbewegung ausführen, wobei durch diese rhythmische Schwingbewegung ein besonderer Fördereffekt auftritt, ohne daß die zu fördernde Flüssigkeit mit einem besonderen Förderdruck beaufschlagt werden muß. Zur Erreichung eines Fördereffekts muß die Bewegungsgeschwindigkeit der Ventilspindel einen Mindestbetrag überschreiten, der experimentell leicht ermittelt werden kann.

[0006] Besonders vorteilhaft kann die Abhebbewegung des Ventilkörpers von seinem Ventilsitz entgegen der Förderrichtung der Flüssigkeit gerichtet sein, wobei dann unterhalb des Ventilkörpers ein Verdrängerraum vorgesehen ist, in den der Ventilkörper beim Abheben von seinem Ventilsitz eintaucht. Durch die Massenträgheit und die Flüssigkeitsreibung erfolgt damit der Fördereffekt der Flüssigkeit, wobei durch die Wahl der Abmessungen das zeitliche Fördervolumen stark beeinflußbar ist. Insbesondere können sehr kleine Förderströme sehr exakt über lange Zeit geregelt werden, bspw. die Förderung eines Tropfens Ol pro Stunde.

[0007] Zur Erzielung auch größerer Förderhöhen kann in besonders vorteilhafter weise im Zuführkanal zum Verdrangerraum ein Ruckschlagventil vorgesehen sein.

[0008] Line optimale Bildung minimaler Förderströme kann dadurch erreicht werden, aaß die Ventilspindel einen zylindrischen Sonleppraum bildend, im Bereich zwischen dem Ventilsitz und dem mit Abstand oberhalb anschließenden Abführkanal in einer Bohrung angeordnet ist. Dabei kann der den Schleppraum bildende Abstand zwischen Bohrungswand und Ventilspindel kleiner als 0,5 mm sein, wobei der Abstand bei geringer Viskosität der zu fördernden Flüssigkeit kleiner gehalten ist als beim Fördern zäherer Flüssigkeiten.

[0009] Um Einflüsse von Luftpolstern zu vermeiden und zur Abdichtung kann zwischen der Ventilspindel und der Bohrungswand oberhalb des anschließenden Abführkanals die Dichtung vorgesehen sein, vorzugsweise ein in der Bohrungswand eingesetzter Dichtungsring mit Kreisquerschnitt oder ein sog. Quadring. Um unnötig hohe Dichtungsdrücke zu vermeiden, ist die Dichtung mit nur geringem Abstand über der Mündung des Abführkanals oder am Bohrungsauslauf vorgesehen und es kann weiter noch der Abführkanal in einer Ringnut in der Bohrungswand münden. Durch die Anordnung der Ringnut wird weiter eine konzentrische Lage der Ventilspindel in der Bohrung gefördert, so daß eine exakte Dosierung über eine lange Zeit verbessert wird.

[0010] Zur einfachen Umrüstung auch älterer bestehender Anlagen kann die Ventilspindel, der Ventilsitz und der Elektromagnet bzw. der elektromotorische, hydraulische oder pneumatische Antrieb eine baueinheit bilden, durch die dann seither verwendete Stelldrosseln ersetzt werden können.

[0011] Die Ventilspindel kann vorteilhafterweise auch über eine Handbetätigkeit bewegbar sein, was insbesondere bei der Neuinbetriebnahme von Vorrichtungen und Geräten Vorteile bringt. Dabei kann der Ventilkörper durch eine Feder auf seinem Ventilsitz in Schließlage gehalten sein, so daß bei einer Betriebspause keine Flüssigkeit fließen kann.

[0012] Eine besonders einfache und billige Bauweise kann dadurch erreicht werden, daß der Ventilkörper und der Ventilsitz dorch den Schleppraum selbst gebildet ist, daß also die Ventilspindel eine dorchgehende glatte zylindrische Stange ist und der Schleppraum eine entsprechend durchgehende, glattwandige Bohrung aufweist ggf. mit Ausnahme der Ringnut bei der Einmündung des Abführkanals. Durch die Dichtung allein kann dann schon weitgehend eine zentrische Führung der Ventilspindel in der Bohrung erreicht werden.

[0013] Die beschriebene Vorrichtung kann besonders vorteilhaft zur oosierten Olzuführung in einer Druckluftanlage dienen, vorzugsweise zur Erzeugung eines Ölschmiermittelnebels in der Druckluft, wobei dann das dosiert zu fördernde 01 über eine Ölabtropfoffnung oem Luftstrom zugeführt werden kann, wie dies an und für sich bekannt ist. Dabei kann die Ölzuführung im Unterdruckbereich eines Venturirohrs erfolgen, um eine moglichst feine Zerstäubung zu erreichen.

[0014] Die bescnriecene Vorrichtung kann aber auch zur exakten Feindosierung kleiner Flüssigkeitsmengen in der chemischen Industrie, der Verfahrenstechnik allgemein, aber auch bspw. in der Medizin dienen zur exakten Dosierung von Flüssigkeiten.

[0015] Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachfolgenden BeschreIbung näher erläutert. In den beigefügten Zeichnungen zeigt:

Figur 1 eine schematisierte Teilansicht eines Ölverneblers,

Figur 2 eine Teilansicht des Bereichs II der Darstellung der Fig. 1 in größerem Maßstab und

Figur 3 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht einer allgemeinen Ausführungsform einer Dosierpumpe.

[0016] Fur die oargestellten Ausführungsbeispiele werden für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.

[0017] Beim in Fig. 1 dargestellten Ölvernebler wird aus einem Ölvorratsraum 1 über einen Zuführkanal 2, ein Rückschlagventil 3, ein Dosierventil 4, aas zugleich als Förderpumpe dient, ol dosiert über einen Abführkanal 5, 5' und eine Olabtropföffnung 6 dem Luftdurchgangskanal 7 zugeführt. Dabei ist der Lufdurchgangskanal 7 im bereich der Olabtropföffnung 6 als Venturirohr 8 ausgebildet, um dort eine möglichst gute Vernebelung des abtropfenden Ols zu erreichen. Das Dosierventil 4 ist als baueinheit 9 ausgebildet, auf das Olgehause 10 aufgesetzt und weist einen Elektromagneten 11 auf, uoer ocn eine Ventilspindel 12 axial bewegbar ist.

[0018] Die Ventilspindel 12 selbst ist in einem rohrförmigen Gehauseteil 13 axial verschiebbar geführt. Der Gehäuseteil 13 ist unten zu einer Verdrängerkammer 14 erweitert, wobei der Übergang einen Ventilsitz 15 für einen am unteren Ende der Ventilspindel 12 angeordneten Ventilkörper 16 abgibt. SeitliCh wird der Gehauseteil 13 durch den Abfuhrkanal 5 durchbrochen Oberhalb der Einmündung des Abführkanals 5 ist zwischen der Ventilspindel 12 und dem Gehäuseteil 13 in einer Ringnut 17 der Bohrungswand 18 eine Dichtung 19 in Form eines Rundschnurödichtringes angeordnet.

[0019] Die Ventilspindel 12 ist in nicht näher dargestellter Weise mit dem Elektromagneten 11 direkt gekoppelt, so daß aurch eine Magnetbewegung eine axiale Verschiebung der Ventilspindel 12 und damit ein Abheben des Ventilkörpers 16 vom Ventilsitz 15 erfolgt. Durch das Eindringen aes unteren Endes der Ventilspindel 12 in den Verdrangerraum 14 erfolgt eine teilweise Verordngung der im Verdrangerraum 14 befindlichen Flüssigkeit, im Ausführungsbeispiel Öl. Durch das Ruckschlagventil 3 kann dieses ol nicht nach unten entweichen, sondern muß nach oben aurch den Schleppraum 20 hindurch zum Aofuhrkanal 5 ausweichen. beim Anheben oer Ventilspindel 12 wird insbesonaere bei Flüssigkeiten hoherer Viskositat ein Flussigkeltsfilm mit nach oben gefuhrt. Durch aie Dichtung 17 wird eine weitere Mitnahme verhindert, so daß auch dieses mitgeschleppte ol zwangsweise zum Abfuhrkanal 5 weitergeführt wird. bei der Aufwartsbewegung der Ventilspindel 12 kann sich der Verdrangerraum 14 über den Zuführkanal 2 wieder mit ol auffüllen, wobei das leichtgängige Rückschlagventil 3 hier kaum eine Drosselung bewirkt. Es erfolgt aber auch eine Flussigkeitsiörderung, wenn überhaupt kein Rückschlagventil 3 vorgesehen ist, wie dies im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 gezeigt ist. Hier ist die Baueinheit 9 im Gehäuse 10' von oben her eingeschraubt, wobei durch eine Dichtung 21 im Gehäuse 10' die Baueinheit 9 nach außen gegenüber dem Gehäuse 10' abgedichtet ist. Bei Einmündung des Abführkanals 5 in den _Schleppraum 20 ist im Gehäuseteil 13 eine Ringnut 22 vorgesehen, um in allen Betriebszuständen bezüglich der Ventilspindel 12 einen rotationssymmetrischen Druckaufbau zu gewährleisten. Im Gehäuse 10' sind Gewindeanschlüsse 23, 24 für den Zufuhrkanal 2 und den Abführkanal 5 vorgesehen, so daß die baueinheit 9 mit dem Gehäuse 10' beliebig in eine Leitung zur Förderung einer Flüssigkeit eingesetzt werden können. Zweckmaßigerweise kann im Zuführkanal 2 oder im Gehäuse 10' weiter noch ein Rückschlagventil 3 eingebaut sein. Herrscht in oer Förderleitung aber kein oder nur ein geringer Druckunterschied, so ist dies zur Erzielung einer Flussigkeitsforaerung nicht erforderlich.

[0020] Zur Dosierung und Aufrechterhaltung 5er Flüssigkeitsförderung wird ocr Elektromagnet 11 über eine elektronische Steuerung 25, die einen Impulsgenerator aufwcisen kann angesteuert. Je nach aem erwunschten Förderstrom kann oie Ansteuerung von einzelnen im zeitlichen Abstand erfolgenden Stromimpulsen erfolgen. Werden größere Fördermengen erwünscht oder ist die zu fördernde Flüssigkeit besonders dünnflüssig, so kann auch der Elektromagnet 11 rhythmisch erregt werden, so daß die Ventilspindel 12 eine Schwingbewegung ausführt, wobei die Schwingfrequenz und die Amplitude der Ventilspindel 12 durch die elektronische Steuerung 25 vorgegeben werden können, so daß das Fördervolumen in sehr weiten Grenzen exakt über lange Zeit konstant eingestellt werden kann.

[0021] Zusätzlich kann die Ventilspindel 12 noch bspw. durch eine Handbetätigung 25' axial bewegt werden. Es kann aber auch der Elektromagnet 11 uber einen Tastschalter 26 von Hand je nach Bedarf mit Strom beaufschlagt werden, wie dies in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum dosierten Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere von Öl, mit einer in einer Bohrung eines Gehäuses (10,10',13) geführten, gegenüber dem Gehäuse (10,10',13) verstellbaren Ventilspindel (12), deren Ventilkörper (16) mit einem Ventilsitz (15) am Gehäuse zusammenwirkt und die durch ihre axiale Lage gegenüber dem Ventilsitz (15) den Durchfluß von einem Zuführkanal i2) zu einem Abführkanal (5) beeinflußt. wobei ein Ringraum zwischen der Ventilspindel und der Gehäusebohrung einen Teil der Länge der zwischen dem Zuführkanal und dem Abführkanal liegenden Strömungswegs der geförderten Flüssigkeit bildet und der Abführkanal von dem Ringraum ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (12) mit ihrem Ventilkörper (16) zum Fördern über einen Elektromagneten (11), einen Elektromotor, hydraulisch oder pneumatisch axial zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbar ist, wobei ein aufgrund der Bewegung eintretender, in seiner Höhe von der Bewegungsgeschwindigkeit abhängender Fördereffekt mittels einer die Bewegungsgeschwindigkeit der Ventilspindel steuernden elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Steuerung einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (12) in ihrer Achsrichtung eine Schwingbewegung ausführt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhebbewegung des Ventilkörpers (16) von seinem Ventilsitz (15) entgegen der Förderrichtung der Flüssigkeit gerichtet ist und daß der Ventilkörper (16) beim Abheben von seinem Ventilsitz in einen Verdrängerraum (14) eintaucht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuführkanal (2) zum Verdrängerraum (14) ein Rückschlagventil (3) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Wand der Ge- häusebohrung (18) und der Ventilspindel (12) kleiner als 0,5 mm ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß zwischen der Ventilspindel (12) und der Wand der Gehäusebohrung (18) außerhalb des einen Teil des Strömungsweges bildenden Ringraums eine Dichtung (17) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung ein in der Wand der Gehäusebohrung (18) eingesetzter Dichtungsring mit Kreisquerschnitt oder ein Quadring ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (19) mit nur geringem Abstand über der Mündung des Abführkanals (5) in den Ringraum (20) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche b bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abführkanal (5) von einer Ringnut (22) in der Gehäusebohrung ausgeht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (12), der Ventilsitz (15) und der Elektromagent (11) bzw. der elektromotorische, pneumatische oder hydraulische Antrieb eine Baueinheit (9) bilden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (12) zusätzlich über eine Handbetätigung (25') bewegbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (16) durch eine Feder oder magnetisch auf seinen Ventilsitz (15) zugespannt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur dosierten Ölzuführung in einer Druckluftanlage dient.

Zeichnung